ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM

HA MẠNH ĐẠC

TỔ CHỨC HOẠT ĐÔNG DẠY MÔT SỐ KIẾN THỨC VÊ
NGUỒN ĐIỆN XOAY CHIÊU THEO ĐỊNH HƯỚNG
GIÁO DỤC STEM CHO HỌC SINH THPT

Chuyên ngành: Ly luận va phương pháp dạy học bô môn Vật li
Ma số: 8140111

LUẬN VĂN THẠC SI KHOA HỌC GIÁO DỤC

Cán bô hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Quang Linh

Thái Nguyên, năm 2019
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam kết luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả nghiên cứu và những kết luận của luận văn này chưa được công bố trong bất kì
một công trình nghiên cứu nào.
Thái Nguyên, tháng 6 năm 2019
Tác gia

HA MANH ĐẠC


HA MANH ĐẠC

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


MỤC LỤC
Trang bìa phụ……………………………………………………………………………i

LỜI CAM ĐOAN.................................................................................................. ii
LỜI CẢM ƠN ......................................................................................................iii
MỤC LỤC ............................................................................................................ iv
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ................................................................... v
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ........................................................................ vi
DANH MỤC CÁC HINH ẢNH ......................................................................... vii
MỞ ĐẦU............................................................................................................... 1
1. Lí do chọn đề tài................................................................................................ 1
2. Mục đích nghiên cứu......................................................................................... 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu..................................................................... 2
4. Nhiệm vụ nghiên cứu ........................................................................................ 2
5. Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 2
6. Giả thuyết khoa học........................................................................................... 2
8. Cấu trúc của đề tài............................................................................................. 3
PHẦN NỘI DUNG ............................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN & THỰC TIỄN ................................................
4
1.1. Lịch sư vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM .............................................. 4
1.1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới .............................................. 4
1.1.2. Nghiên cứu về giáo dục STEM ở trong nước ............................................. 6

1.3.3. Cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề ................................................... 23
1.3.4. Phương pháp đánh giá năng lưc giải quyết vấn đề ................................... 25
1.4. Điều tra thực tiễn việc dạy học theo định hướng giáo dục STEM ở THPT 25
1.4.1. Mục đích điều tra....................................................................................... 26
1.4.2. Phương pháp điều tra ................................................................................ 26
1.4.3. Kết quả điều tra thông qua phiếu phỏng vấn ............................................ 26
TIỂU KẾT CHƯƠNG 1...................................................................................... 31
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC MỘT SỐ KIẾN THỨC VỀ
NGUỒN ĐIỆN XOAY CHIỀU THEO ĐỊNH HƯỚNG GIÁO DỤC STEM
CHO HỌC SINH THPT...................................................................................... 32
2.1. Vi trí, cấu trúc, nội dung kiến thức và mục tiêu về chuẩn kiến thức kỹ năng
của chương dòng điện xoay chiều....................................................................... 32
2.1.1. Vi trí .......................................................................................................... 32
2.1.2. Cấu trúc và nội dung kiến thức ................................................................. 32
2.1.3. Nội dung kiến thức cơ bản của chương ................................................... 32
2.1.4. Mục tiêu về chuẩn kiến thức kỹ năng ....................................................... 33
2.2. Thiết kế dạy học chủ đề “Nguồn điện xoay chiều” theo đinh hướng giáo dục
STEM .................................................................................................................. 34
2.2.1. Ly do chọn chủ đề ..................................................................................... 34
2.2.2. Mục tiêu của chủ đề .................................................................................. 35
2.2.3. Phân phối thời gian cho các nội dung kiến thức của chủ đề..................... 36
2.2.4. Kiến thức STEM trong chủ đề .................................................................. 36
2.2.5. Chuẩn bi .................................................................................................... 37
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


2.2.6. Tiến hành hoạt động.................................................................................. 40


Chữ viết tắt

Nôi dung

GV

Giáo viên

HS

Học sinh

GQVĐ

Giải quyết vấn đề

HĐ

Hoạt động

THPT

Trung học phô thông

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU


1

Hình 1.1. Năng lực GQVĐ

9

2

Hình 1.2. Kỹ năng STEM

12

3

Hình 1.3. Các hoạt động giáo dục có thê triển khai theo định hướng giáo 17
dục STEM trong chương trình giáo dục phô thông mới

4

Hình 1.4. Quy trình thiết kế chủ đề dạy học theo định hướng giáo dục
STEM

19

5

Hình 1.5. Tiến trình dạy học theo định hướng giáo dục STEM

19


11

Hình 1.11. Những khó khăn trong dạy học theo định hướng
giáo dục STEM

28

12

Hình 1.12. Mức độ sư dụng thí nghiệm/ ứng dụng kỹ thuật trong dạy
học

29

13

Hình 1.13. Quan điềm của học sinh về giờ học có thí nghiệm/ứng dụng
kĩ thuật

29

14

Hình 1.14. Quan điểm của HS về ly thuyết gắn liền với thực tiễn

29

15


v
Số hóa bởi
Trung tâm Học
liệu và Công

tin – ĐHTN
nghệ
http://lrc.tnu.edu. thông
vn


20

Hình 3.2. Trung bình điểm đánh giá năng lực của nhóm HS nam và nư

60

21

Hình 3.3. Điểm trung bình bài kiểm tra với điểm trung bình phiếu đánh
giá

60

22

Hình 3.4. Điểm trung bình học tập với điểm đánh giá năng lực GQVĐ

60


tích cực, sáng tạo và vận dụng tổng hợp các kiến thức của các môn học đê giải quyết
vấn đề thực tiễn là dạy học theo định hướng giáo dục STEM.
Giáo dục STEM tạo ra những con người có thê đáp ứng được nhu cầu công việc
của thế kỷ 21, đáp ứng sư phát triển kinh tế, xã hội của quốc gia và có thê tác động tích
cực đến sư thay đôi của nền kinh tế tri thức trong bối cảnh toàn cầu hóa.
Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ- NSTA: “Giáo dục STEM là
một cách tiếp cận liên ngành trong quá trình học, trong đó các khái niệm học thuật
mang tính nguyên tắc được lồng ghép với các bài học trong thế giới thực, ở đó học
sinh áp dụng các kiến thức trong khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học vào các
bối cảnh cụ thể, giúp kết nối giữa trường học, cộng đồng, nơi làm việc và các tô chức
toàn cầu đê từ đó phát triển các năng lực trong lĩnh vực STEM và khả năng cạnh tranh
trong nền kinh kế mới” (Theo Hiệp hội các Giáo viên dạy khoa học Mỹ-NSTA).
Dạy học theo đinh hướng giáo dục STEM giúp có được các kỹ năng, năng lực ,
kỹ thuật, hiểu được quy trình từ đó học sinh có khả năng sản xuất ra đối tượng. Học
sinh được trang bi khả năng phân tích, tổng hợp, kết hợp đê biết cách làm thế nào cân
bằng các yếu tố liên quan như khoa học, nghệ thuật, công nghệ, kỹ thuật nhằm có được
một giải pháp tốt nhất trong thiết kế và xây dựng quy trình. Ngoài ra, học sinh còn có
khả năng nhận ra nhu cầu và phản ứng của xã hội trong những vấn đề liên quan đến kỹ
thuật và nghề nghiệp trong tương lai.
Xuất phát từ những lí do trên, tôi chọn đề tài “Tổ chức hoạt động dạy học môt
sô kiến thức về nguồn điện xoay chiều theo định hướng giáo dục STEM cho học
sinh THPT”.

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


2. Mục đich nghiên cứu
Tô chức hoạt động dạy học một số kiến thức về nguồn điện xoay chiều theo

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


8. Cấu trúc của đề tai
Khóa luận có cấu trúc gồm:
Phần mở đầu
Phần nôi dung
Chương 1. Cơ sở lí luận và thực tiễn
Chương 2: Tô chức hoạt động dạy học một số kiến thức về nguồn điện xoay
chiều theo đinh hướng giáo dục STEM cho học sinh lớp 12 THPT
Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


PHẦN NÔI DUNG
CHƯƠNG 1
CƠ SỞ LÝ LUẬN & THỰC TIỄN
1.1. Lịch sử vấn đề nghiên cứu về giáo dục STEM
1.1.1. Nghiên cứu về giáo dục STEM trên thế giới
Trên thế giới, các nhà lãnh đạo, các nhà khoa học đều nhấn mạnh vai trò của
giáo dục STEM trong nền giáo dục tiên tiến.
Tổng thống Barack Obama phát biểu tại Hội chợ Khoa học Nhà Trắng hàng
năm, tô chức lần thứ ba vào tháng 4 năm 2013 như sau: “Một trong những điều mà tôi
tập trung khi làm Tổng thống là làm thế nào chúng ta tạo ra một phương pháp tiếp cận
toàn diện cho khoa học, công nghệ, kỹ thuật và toán học (STEM)... Chúng ta cần phải

thức, đê tìm giải pháp so với cách tiếp cận từ trên xuống mà ông cảm thấy khá là nhàm
chán” [11].
Tờ TAME của Mỹ cho biết: “Từ năm 2004 đến năm 2014, việc làm liên quan
đến khoa học và kỹ thuật tăng 26%, gấp hai lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình
của các ngành nghề khác. Trong khi đó, việc làm STEM có tốc độ tăng trưởng gấp 4
lần so với tốc độ tăng trưởng trung bình của các ngành khác nếu tính từ năm 1950 đến
2007. Với sư phát triên của khoa học kỹ thuật thì nhu cầu việc làm liên quan đến
STEM ngày càng lớn, đòi hỏi ngành giáo dục cũng phải có những thay đổi đê đáp ứng
nhu cầu của xã hội. Giáo dục STEM có thê tạo ra những con người đáp ứng được nhu
cầu công việc của thế kỷ mới, có tác động lớn đến sư thay đôi nền kinh tế đổi mới”.
Trong một bài phát biểu trước thượng nghi viện Mỹ, Bill Gates đã từng nói:
“Chúng ta không thê duy trì được nền kinh tế dẫn đầu toàn cầu trừ khi chúng ta xây
dựng được lực lượng lao động có kiến thức và kỹ năng đê sáng tạo”. Bill Gates đặc
biệt nhấn mạnh đến vai trò của giáo dục trong việc xây dựng lực lượng lao động này.
Ông nói tiếp: “Chúng ta cũng không thê duy trì được một nền kinh tế sáng tạo trừ khi
chúng ta có những công dân được đào tạo tốt về toán học, khoa học và kỹ thuật ” [11].
Hiện tại, giáo dục STEM đã và đang được triên khai tại hầu hết các nước có nền
giáo dục tiên tiến trên thế giới, đặc biệt là các nước công nghiệp phát triể n như Mỹ,
Úc, Phần Lan, Canada, Nhật Bản, Hàn Quốc… Như vậy, có thê thấy rằng giáo dục
STEM trên thế giới đã trở thành trào lưu và đang phát triển mạnh mẽ tại nhiều nước
trên thế giới. Thậm chí tại Canada người lao động nhập cư có các kỹ năng STEM sẽ
được hưởng các phúc lợi xã hội tốt hơn so với người dân lao động bản xứ. Chính phủ
Canada đánh giá cao những người nhập cư có các kỹ năng STEM, họ cho rằng đây là
nguồn lao động chính cho họ và rằng người nhập cư có kỹ năng STEM sẽ thúc đẩy các
ngành nghề kinh tế của đất nước này phát triển, đặc biệt làm tăng khả năng giao
thương quốc tế [10].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn

Từ năm 2015, các tinh thành như Nam Định, Hải Phòng, Nghệ An, Hải Dương,
Đồng Tháp, Lào Cai, Quảng Ninh, Bắc Ninh,… đã và đang triển khai nhiều hoạt động
về giáo dục STEM [10].

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


Nhiều trường học trong cả nước đã tô chức đào tạo STEM với hàng ngàn lượt
giáo viên và hàng trăm ngàn lượt học sinh từ các khóa ngắn hạn đến dài hạn và đưa
vào chương trình chính khóa. Cụ thể, tại Thành phố Hồ Chí Minh đã có khoảng 100
trường dạy các môn Robotics, Khoa học máy tính…; tại Hà Nội có gần 200 trường
triển khai các môn Robotics, Khoa học máy tính, Khoa học dư liệu, Internet vạn vật…;
tại Đà Nẵng có hơn 20 trường triển khai các môn Robotics, Khoa học máy tính…
Ông Nguyễn Khắc Thành Hiệu trưởng trường đại học FPT nói: “Trường tiểu
học FPT cũng đã có kế hoạch triển khai giáo dục STEM vào chương trình chính khóa
bắt buộc từ năm học 2017 - 2018, với sư kết hợp cùng Trung tâm American STEM”
[10].
Báo trithuc.vn cho biết: “Ở Việt Nam các trung tâm giáo dục ngoại khoá đã
sớm áp dụng các chương trình đào tạo STEM cho học sinh nhiều lứa tuổi. Trên môi
trường mạng, mạng xã hội chuyên về giáo dục STEM (stem.vn) đã chính thức được
hòa mạng cung Hệ tri thức Việt số hóa ngày 01/01/2018 vừa qua. Mạng xã hội stem.vn
được xây dựng nhằm hỗ trợ các thành viên của cộng đồng STEM Việt Nam, những
người quan tâm tới giáo dục STEM tại Việt Nam trao đổi, chia sẻ tài liệu học, khóa
học, tăng cường các trải nghiệm, thông tin hoạt động về giáo dục STEM - một chủ đề
mới phục vụ cách mạng công nghiệp 4.0” [10].
Chi thi 16/CT-TTg ngày 04/5/2017 đã chi rõ: “Tăng cường năng lực tiếp cận
cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (còn gọi là cách mạng công nghiệp 4.0) nhằm
chủ động nắm bắt cơ hội, đưa ra các giải pháp thiết thực tận dụng tối đa các lợi thế,

cách khá đầy đủ. Nhóm tác giả đã đưa ra định nghĩa giáo dục STEM; mục tiêu giáo
dục STEM; phân loại STEM; đề xuất được biện pháp phát triển năng lực của học sinh
thông qua các hoạt động giáo dục STEM, đặc biệt là năng lực sáng tạo; các biểu hiện
năng lực sáng tạo của học sinh như:
(a) Tự lực phát hiện vấn đề mới, tình huống mới từ những tình huống quen

liên quan đến ngành nghề kỹ thuật.
(b) Nghiên cứu tổng quan các giải pháp kỹ thuật có sẵn, sau đó đưa ra bình luận,

lật đi lật lại vấn đề, trao đổi, chất vấn với các học sinh khác, với giáo viên, với
chuyên gia,.. Từ đó đề xuất giải pháp kỹ thuật mới, tối ưu trên cơ sở kế thừa các giải
pháp kỹ thuật đã có.
(c) Tự đề xuất được giải pháp kỹ thuật phu hợp đem lại hiệu quả cao mà không

tham khảo các giải pháp đã có.
(d) Tự truyền tải tri thức và kỹ năng từ lĩnh vực quen biết sang tình huống

mới, vận dụng kiến thức đã học trong điều kiện mới, hoàn cảnh mới.
(e) Chẳng hạn, từ những kiến thức quen thuộc là điện trường, trọng lực mà

học sinh đã được học, chuyển sang nghiên cứu hạn chế ô nhiễm bụi trên các tuyến
đường bằng phương pháp lọc bụi tĩnh điện, phương pháp trọng lực và quán tính.
(f) Nhìn thấy cấu trúc kỹ thuật, chức năng, bản chất của đối tượng kỹ thuật. Thực

chất là bao quát nhanh chóng, đôi khi tức khắc, các bộ phận kỹ thuật, các yếu tố
bản chất của đối tượng kỹ thuật trong mối tương quan giữa chúng.
(g) Đề xuất mô hình giả thuyết, đưa ra phương án thực nghiệm đê kiểm tra giả

thuyết hay hệ quả suy ra từ giả thuyết với hiệu quả cao nhất có thể được trong những
điều kiện đã cho.

1.2. Giáo dục STEM
1.2.1. Khái niệm về giáo dục STEM
Thuật ngư STEM được hiểu như
một “tô hợp đa lĩnh vực” bao gồm: Khoa
học (Science), Công nghệ (Technology),
Kỹ thuật (Engineering) và Toán học
(Mathematics). Bốn lĩnh vực này được
Honey (2014) mô tả như sau [9]:
Khoa học, là việc nghiên cứu thế

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn


giới tư nhiên, bao
gồm các quy luật
tư

Hình 1.1.
Năng lưc
GQVĐ

nhiên của Vật lý,
Hoá học, Sinh học
và giải

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu và Công nghệ thông tin – ĐHTN

http://lrc.tnu.edu.vn